中、小高层短肢剪力墙的受力性能和试验研究

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短肢剪力墙是近年来兴起的一种抗侧力结构,它不突出墙面,具有良好的抗震性能,已在我国中、小高层建筑中得到了广泛的应用。然而,目前关于短肢剪力墙结构的理论研究以及有关设计规范等都滞后于工程实践,严重地影响了短肢剪力墙结构的应用和发展,因此有必要对短肢剪力墙进行更深一步的理论分析和试验研究。首先本文对短肢剪力墙的定义进行了研究。研究表明,肢强系数ζ反映了剪力墙墙肢的强弱,是区分剪力墙与壁式框架的依据。当ζ值大到超过其界限值[ζ]时,墙肢就成为扁柱,这时就不再属于剪力墙,而成为一种扁的框架,即壁式框架。短肢剪力墙是联肢墙的下限,根据肢强系数ζ的不同,联肢墙的范围可以分为上、下两段,即长肢联肢墙与短肢联肢墙两种。其中,短肢联肢墙又简称为短肢剪力墙,它是满足0.90[ζ]≤ζ≤[ζ],α<10的联肢墙,它是属于联肢墙的下段,与壁式框架相衔接;而长肢联肢墙则属于联肢墙的上段,与小开口墙相衔接。其次本文对整体性系数α对短肢剪力墙受力性能的影响进行了分析。分析表明,整体性系数α反映了剪力墙墙肢之间联系的强弱,当墙肢的截面形状和大小确定的情况下,α的大小反映了剪力墙矩形洞口的高度,α大,洞口高度小,α小,洞口高度大。α值增大,短肢剪力墙的抗侧刚度和承载力都随之增大,顶点侧移减小。通过理论分析,本文建议短肢剪力墙的整体性系数宜满足:6≤α<10。通过对两榀八层对称双肢短肢剪力墙在顶部低周反复水平集中荷载作用下的受力性能试验和分析表明,短肢剪力墙是强肢弱梁型结构,连梁的破坏先于墙肢的破坏,具有较好的耗能能力,是较为理想的抗震结构体系。在肢强系数ζ不变的情况下,随着整体性系数α的增大,短肢剪力墙的承载力和抗侧刚度增大,极限变形能力减小。从总体上看,短肢剪力墙的抗震性能随整体性系数α的增大而增强。本文以某20层剪力墙结构高层住宅为工程背景,进行多方案对比分析,提出适合该工程的短肢剪力墙结构方案。对沿截面高度配筋的混凝土偏压构件正截面承载力计算方法进行了对比分析研究。研究表明,现行《高层建筑混凝土结构技术规程》在计算沿截面高度配筋的混凝土偏压构件正截面承载力时偏于保守,而现行《混凝土结构设计规范》的算法则较为合理。在上述研究的基础上,本文针对短肢剪力墙的设计和研究提出了建议。
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